KR101500233B1 - High voltage battery for vehicle - Google Patents
High voltage battery for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- KR101500233B1 KR101500233B1 KR20130159574A KR20130159574A KR101500233B1 KR 101500233 B1 KR101500233 B1 KR 101500233B1 KR 20130159574 A KR20130159574 A KR 20130159574A KR 20130159574 A KR20130159574 A KR 20130159574A KR 101500233 B1 KR101500233 B1 KR 101500233B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- extension
- cathode
- pouch
- anode
- cushion
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 6
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 6
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 바이패스 기능을 갖는 파우치 내장형 CID를 통하여 기존 파우치 셀의 안전성을 확보하여 차량용 배터리의 상품성을 향상시킬 수 있는 차량의 고전압배터리에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-voltage battery of a vehicle which can improve the commerciality of a vehicle battery by securing the safety of an existing pouch cell through a built-in pouch type CID having a bypass function.
파우치 형태의 리튬 이온 이차전지의 응용이 확대되면서, 에너지밀도 및 단위 셀 내의 에너지 저장량이 점점 증가하고 있는데, 특히, 차량용 리튬 이온 이차전지의 경우에는 주행 거리 증가에 대한 니즈를 만족하기 위해, 고용량화에 대한 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 하지만, 파우치 형태의 리튬 이온 전지의 경우에는 외장재의 물리적 강도가 약하고, 셀 레벨 안전기구(CID, PTC, 퓨즈, 등)가 없기 때문에, 이러한 고용량화에 대한 안전성 확보가 취약하다. 특히, 차량용 고용량 배터리의 과충전 문제가 발생할 경우에는 가스 발생 및 내부 온도 상승으로 인하여 셀 내부 물질의 열 폭주에 의한 발화 문제가 우려되고 있다. 또한, 차량 운행 중 단 하나의 단위 셀이라도 비이상적인 반응이 발생하게 되면 배터리 팩 작동 전압의 이상을 유발하여 주행 안전성을 저해할 수 있다.
As the application of the pouch type lithium ion secondary battery is expanded, the energy density and the energy storage amount in the unit cell are gradually increasing. Particularly, in the case of the lithium ion secondary battery for a vehicle, Technology development is continuously being carried out for Korea. However, in the case of a pouch type lithium ion battery, since the physical strength of the casing is weak and there is no cell level safety mechanism (CID, PTC, fuse, etc.), securing safety against such high capacity is weak. Particularly, when overcharging problem occurs in a high capacity battery for a vehicle, a problem of ignition due to thermal runaway of a cell internal material due to gas generation and internal temperature rise is concerned. In addition, even if only one unit cell of the vehicle is operated, if an abnormal reaction occurs, the operation voltage of the battery pack may be abnormally increased, which may hinder the safety of the vehicle.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
본 발명은 바이패스 기능을 갖는 파우치 내장형 CID(CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE로서 과충전방지장치를 의미한다)를 통하여 기존 파우치 셀의 안전성을 확보하여 차량용 배터리의 상품성을 향상시킬 수 있는 차량의 고전압배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention provides a high-voltage battery of a vehicle that can secure the safety of an existing pouch cell through a built-in pouch-type CID (CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE, which means an overcharge protection device) having a bypass function, There is a purpose.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리는, 배터리셀측의 제1파트와 단자측의 제2파트로 분할된 양극전극탭; 제1파트에서 연장되며 하부파우치에 고정된 제1파트연장부; 제2파트에서 연장되며 제1파트연장부와 접촉되고 상단이 상부파우치에 고정된 제2파트연장부; 음극전극탭으로부터 연장되며 제2파트연장부의 상방에 이격된 음극연장부; 및 제2파트연장부와 음극연장부의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a high voltage battery of a vehicle, comprising: a positive electrode tab divided into a first part on a battery cell side and a second part on a terminal side; A first part extension extending from the first part and fixed to the lower pouch; A second part extension extending from the second part and contacting the first part extension and having an upper end fixed to the upper pouch; A cathode extension extending from the cathode electrode tab and spaced above the second part extension; And a cushion interposed between the second part extension part and the cathode extension part and having a predetermined pressure formed therein.
상부파우치와 하부파우치가 이루는 사이는 진공일 수 있다.The space between the upper pouch and the lower pouch may be vacuum.
배터리셀의 스웰링시 상부파우치와 하부파우치 사이 공간이 팽창되며 제2파트연장부가 쿠션을 압축시키며 제1파트연장부와는 떨어지고 음극연장부와 접촉될 수 있다.The space between the upper pouch and the lower pouch is expanded during swelling of the battery cell and the second part extension compresses the cushion and is separated from the first part extension and can be in contact with the cathode extension.
제1파트연장부, 제2파트연장부, 쿠션, 음극연장부를 외부에서 감싸는 하우징;을 더 포함할 수 있다.And a housing for enclosing the first part extension part, the second part extension part, the cushion, and the cathode extension part from the outside.
제1파트연장부와 제2파트연장부는 하우징 하부에 안착되고 음극연장부는 하우징 상부에 안착되며 제2파트연장부와 음극연장부 사이에 쿠션이 개재될 수 있다.The first and second part extensions and the second part extension are seated in the bottom of the housing, the cathode extension is seated in the top of the housing, and the cushion is interposed between the second part extension and the cathode extension.
제2파트연장부의 중앙부가 상방으로 돌출되어 하우징 상부의 중앙부와 고정되고, 하우징 상부의 중앙부는 절개된 상태로 상부파우치에 고정될 수 있다.The center part of the second part extension part is protruded upward and fixed to the center part of the upper part of the housing, and the central part of the upper part of the housing can be fixed to the upper part pouch in an incised state.
음극연장부와 쿠션은 제2파트연장부의 돌출된 중앙부를 기준으로 좌우 분할된 형상일 수 있다.The cathode extension and the cushion may be in the shape of a right and left split with respect to the protruding central portion of the second part extension.
음극연장부는 배터리셀을 덮는 패널형상이며 일단이 음극전극탭에 연결되고 타단이 제2파트연장부의 상방에 이격될 수 있다.The cathode extension may be in the form of a panel covering the battery cell, one end connected to the cathode electrode tab and the other end spaced above the second part extension.
일단이 양극전극탭에 연결되고 음극연장부와 면접촉되는 패널형상의 양극연장부;를 더 포함할 수 있다.And a panel-shaped positive electrode extension part connected to the positive electrode tab at one end and in surface contact with the negative electrode extension part.
음극연장부 또는 양극연장부는 알루미늄재질로 형성되고, 상호 접촉되는 면이 아노다이징 처리될 수 있다.The cathode extensions or the anode extensions are made of aluminum and the mutually contacting surfaces can be anodized.
음극연장부는 구리재질이고, 양극연장부는 알루미늄재질이며, 양극연장부의 음극연장부와 접촉되는 면은 아노다이징 처리될 수 있다.The cathode extensions are made of copper, the anode extensions are made of aluminum, and the surfaces that contact the cathode extensions of the anode extensions can be anodized.
본 발명의 또 다른 차량의 고전압배터리는, 배터리셀측의 제1파트와 단자측의 제2파트로 분할된 음극전극탭; 제1파트에서 연장되며 하부파우치에 고정된 제1파트연장부; 제2파트에서 연장되며 제1파트연장부와 접촉되고 상단이 상부파우치에 고정된 제2파트연장부; 양극전극탭으로부터 연장되며 제2파트연장부의 상방에 이격된 양극연장부; 및 제2파트연장부와 양극연장부의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션;을 포함한다.
A high voltage battery of another vehicle of the present invention includes a negative electrode tab divided into a first part on the battery cell side and a second part on the terminal side; A first part extension extending from the first part and fixed to the lower pouch; A second part extension extending from the second part and contacting the first part extension and having an upper end fixed to the upper pouch; An anode extension extending from the anode electrode tab and spaced above the second part extension; And a cushion interposed between the second part extension part and the anode extension part and having a predetermined pressure formed therein.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 고전압배터리에 따르면, 비정상적 셀의 부피팽창을 통한 압력 변화로 인해, 특정 압력 이상에서의 물리적인 단락을 꾀함으로써, 외부 전류를 차단하고 회로를 바이패스 함으로써 셀 레벨 안전성 및 팩 전압 안전성을 확보한다.According to the high-voltage battery of the vehicle constructed as described above, due to the pressure change due to the volume expansion of the abnormal cells, a physical short-circuit at a certain pressure or higher is made, Ensure safety and pack voltage safety.
기존 파우치 전지를 적용한 기술에서는 과충전 방지를 위하여 모듈 또는 패키지 단위에서의 안전 기구에 국한된 반면, 본 발명은 셀 레벨 안전성을 확보할 수 있는 단전지 내 안전기구이며, 비정상적인 셀의 반응을 단전지 단위에서 중단시킬 수 있다.The present invention relates to a safety device in a single cell capable of ensuring cell level safety, and it is an object of the present invention to provide a safety device in a single cell, Can be stopped.
파우치 단전지 내부의 젤리롤과 리드탭 사이의 여유 공간을 활용하여 과충전 안전기구를 추가함으로써 모듈 또는 팩 패키지에 상관없이 셀 레벨 안전성을 확보 적용 가능하다.By adding the overcharge safety mechanism by utilizing the free space between the jelly roll and the lead tab inside the pouch single cell, cell level safety can be applied regardless of the module or pack package.
파우치 셀의 관통에 의한 비정상적 내부 단락 문제를 기능성 안전판에 의한 금속판 내의 내부 단락으로 우회시킴으로써 전극 물질의 발화를 억제하여 셀 레벨 안전성을 확보한다.The problem of abnormal internal short circuit due to penetration of the pouch cell is bypassed by an internal short circuit in the metal plate by the functional safety plate, thereby suppressing the ignition of the electrode material and securing the cell level safety.
기존 파우치 전지의 물리적 강성을 향상시켜 셀 조립성 및 내구성을 향상한다.The physical stiffness of the existing pouch battery is improved to improve cell assemblability and durability.
셀 내부 반응에 의한 온도 상승 시 금속판에 의한 방열 특성이 우수하다.
The heat dissipation property by the metal plate is excellent when the temperature rises due to the reaction inside the cell.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리를 나타낸 도면.
도 2 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리의 작동을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리의 단면도.1 shows a high voltage battery of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figures 2 to 3 illustrate operation of a high voltage battery of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a high voltage battery of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리의 작동을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 고전압배터리의 단면도이다.FIG. 1 is a view showing a high voltage battery of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 3 are views showing the operation of a high voltage battery of a vehicle according to an embodiment of the present invention, Of the vehicle according to the second embodiment of the present invention.
본 발명은 파우치 셀에 대한 셀 레벨 안전성과 주행 안전성 확보를 위해 발명되었다. 셀 레벨 안전성의 경우에는 과충전 발화 방지를 위한 전류 차단 CID(CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE로서 과충전방지장치를 의미한다)를 고안하였고, 관통 안전성을 위한 기능성 안전판을 적용하였다. 주행 안전성의 경우에는 3way CID를 적용하여 비이상적인 반응에 의해 차단된 전류 흐름을 기능성 안전판을 통하여 바이패스 함으로써 단락에 의한 배터리 팩 작동 전압 차단을 방지하였다. 따라서, 이러한 바이패스 기능을 갖는 파우치 내장형 CID를 통하여 기존 파우치 셀의 안전성을 확보하여 차량용 배터리의 상품성을 향상시키고자 한다.
The present invention was invented to secure cell level safety and driving safety for a pouch cell. In the case of cell level safety, a current interruption CID (CURRENT INTERRUPTIVE DEVICE means overcharge protection device) is designed to prevent overcharge ignition, and a functional safety board for penetrating safety is applied. In the case of driving safety, 3way CID was applied to bypass current flow blocked by non-ideal reaction through the functional safety plate to prevent shutdown of battery pack operating voltage by short circuit. Therefore, the safety of the existing pouch cell is secured through the pouch-embedded CID having the bypass function to improve the commerciality of the vehicle battery.
도 1 내지 2와 같이, 본 발명에 따른 차량의 고전압배터리는, 배터리셀(100)측의 제1파트(202)와 단자측의 제2파트(203)로 분할된 양극전극탭(200); 제1파트(202)에서 연장되며 하부파우치(420)에 고정된 제1파트연장부(220); 제2파트(203)에서 연장되며 제1파트연장부(220)와 접촉되고 상단이 상부파우치(410)에 고정된 제2파트연장부(230); 음극전극탭(500)으로부터 연장되며 제2파트연장부(230)의 상방에 이격된 음극연장부(510); 및 제2파트연장부(230)와 음극연장부(510)의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션(600);을 포함한다.1 and 2, a high voltage battery of a vehicle according to the present invention includes a
본 발명의 CID는 3way CID로서, 압력볼에 의해 작동되는 CID의 일종이며, CID 내부에 양극단자 연결부, 양극 젤리롤 연결부, 음극단자 연결부 3가지의 전기회로가 구성된다. 정상 셀 상태에서는 압력볼의 팽창력에 의해 양극단자와 양극 젤리롤이 연결되어 있고, 비정상 셀 상태에서는 가스 발생에 의한 파우치 내부 압력 상승에 의해 압력볼 수축과 파우치 팽창이 발생하는데, 이러한 반응에 의해 양극단자와 음극단자 연결되어 파우치 젤리롤의 전기 흐름을 차단하는 기능을 수행한다.The CID of the present invention is a 3-way CID, which is a kind of CID operated by a pressure ball. In the CID, there are three electric circuits in the cathode terminal connection portion, the anode jelly roll connection portion and the cathode terminal connection portion. In the normal cell state, the positive electrode terminal and the positive electrode jelly roll are connected by the expansion force of the pressure ball. In the abnormal cell state, the pressure ball contraction and the pouch expansion occur due to the increase of the pressure inside the pouch due to the gas generation. The terminal is connected to the negative terminal, and functions to shut off the electric flow of the pouch jelly roll.
그리고 기능성 안전판으로서 양극과 연결되는 아노다이징 표면 처리된 알루미늄 금속판과 음극과 연결되는 구리 금속판을 적층 구조 형태로 젤리롤 상하에 형성한다. 외부의 기구에 의한 배터리 관통 발생 시 양극 금속판과 음극 금속판의 단락 패스를 형성하여 셀 내의 에너지를 방전시킴으로써 관통에 의한 발화 문제를 해결한다. 또한, 3way CID가 동작되었을 때, 양극단자와 음극단자를 연결하는 금속 회로 역할을 수행한다.
An anodized surface-treated aluminum metal plate connected to the anode as the functional safety plate and a copper metal plate connected to the cathode are formed on and under the jelly roll in the form of a laminated structure. When a battery is penetrated by an external mechanism, a short circuit is formed between the positive metal plate and the negative metal plate to discharge the energy in the cell, thereby solving the problem of ignition by penetration. In addition, when the 3way CID is operated, it functions as a metal circuit connecting the positive terminal and the negative terminal.
구체적으로, 도 2와 같이 양극전극탭(200)은 배터리셀측의 제1파트(202)와 단자측의 제2파트(203)로 분할된다.2, the
분할된 제1파트(202)에서 제1파트연장부(220)가 연장되며 하부파우치(420)에 고정된다. 제2파트(203)에서는 제2파트연장부(230)가 연장되며 제1파트연장부(220)와 접촉되고 상단이 상부파우치(410)에 고정된다. In the divided
음극연장부(510)는 음극전극탭(500)으로부터 연장되며 제2파트연장부(230)의 상방에 이격된다. 그리고 쿠션(600)은 제2파트연장부(230)와 음극연장부(510)의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된다.The
기본적으로 파우치(400)를 구성하는 상부파우치(410)와 하부파우치(420)가 이루는 사이는 진공일 수 있다. 그리고 하우징(300)은 제1파트연장부(220), 제2파트연장부(230), 쿠션(600), 음극연장부(510)를 외부에서 감싼다. 하우징(300) 역시 상부파우치(410)와 하부파우치(420)가 이루는 사이에 개재된다. 하우징(300)의 하단은 하부파우치(420) 내측면에 접착(301)되고 하우징(300) 상단은 상부파우치(410) 내측면에 접착(321)된다.Basically, the space between the
그리고 제1파트연장부(220)와 제2파트연장부(230)는 하우징(300) 하부에 안착되고 음극연장부(510)는 하우징(300) 상부에 안착되며 제2파트연장부(230)와 음극연장부(510) 사이에 쿠션(600)이 개재된다. 또한, 제2파트연장부(230)의 중앙부(232)가 상방으로 돌출되어 하우징(300) 상부의 중앙부(320)와 고정되고, 하우징(300) 상부의 중앙부(320)는 절개된 상태로 상부파우치(410)에 고정된다. 마찬가지로 음극연장부(510)와 쿠션(600)은 제2파트연장부(230)의 돌출된 중앙부(232)를 기준으로 좌우 분할된 형상이다.The first
이러한 구성을 통해 평상시 상부파우치(410)와 하부파우치(420)가 이루는 사이는 진공이기에 쿠션(600)의 내압으로 인하여 제1파트연장부(220)와 제2파트연장부(230)는 접촉을 이루고 배터리셀(100)의 회로가 정상 작동하도록 한다. Because of the vacuum between the
그러나 도 3과 같이, 배터리셀(100)의 스웰링시 상부파우치(410)와 하부파우치(420) 사이 공간이 가스발생으로 인하여 팽창되며 제2파트연장부(230)가 쿠션(600)을 압축시키며 제1파트연장부(220)와는 떨어지고 음극연장부(510)와 접촉될 수 있다.3, the space between the
이에 따라 양극전극탭(200)은 배터리셀(100)을 거치지 않고 음극전극탭(500)과 바로 바이패스되어 연결됨으로써 더 이상 배터리에 과충전이 일어나지 않는 것이다.
Accordingly, the
이러한 양극과 음극에 설치되는 구성은 상호 교체될 수도 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 차량의 고전압배터리는, 배터리셀측의 제1파트와 단자측의 제2파트로 분할된 음극전극탭; 제1파트에서 연장되며 하부파우치에 고정된 제1파트연장부; 제2파트에서 연장되며 제1파트연장부와 접촉되고 상단이 상부파우치에 고정된 제2파트연장부; 양극전극탭으로부터 연장되며 제2파트연장부의 상방에 이격된 양극연장부; 및 제2파트연장부와 양극연장부의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션;을 포함한다.
These positive and negative electrode arrangements may be interchanged. That is, another high-voltage battery of a vehicle of the present invention includes: a negative electrode tab divided into a first part on a battery cell side and a second part on a terminal side; A first part extension extending from the first part and fixed to the lower pouch; A second part extension extending from the second part and contacting the first part extension and having an upper end fixed to the upper pouch; An anode extension extending from the anode electrode tab and spaced above the second part extension; And a cushion interposed between the second part extension part and the anode extension part and having a predetermined pressure formed therein.
한편, 도 1 및 도 4와 같이, 음극연장부(510)는 배터리셀을 덮는 패널형상이며 일단이 음극전극탭(500)에 연결되고 타단이 제2파트연장부(230)의 상방에 이격될 수 있다.1 and 4, the
그리고 일단이 양극전극탭(200)에 연결되고 음극연장부(510)와 면접촉되는 패널형상의 양극연장부(210)가 추가로 마련된다.Further, a panel-shaped
음극연장부(510) 또는 양극연장부(210)는 알루미늄재질로 형성되고, 상호 접촉되는 면이 아노다이징 처리될 수 있다.The
구체적으로, 음극연장부(510)는 구리재질이고, 양극연장부(210)는 알루미늄재질이며, 양극연장부(210)의 음극연장부(510)와 접촉되는 면은 아노다이징 처리될 수 있다.Specifically, the
이러한 구성에 따라 평상시에는 아노다이징 처리를 통해 절연되어 있던 음극연장부(510)와 양극연장부(210)가 외부에서 날카로운 기구 등이 배터리셀(100)을 관통할 경우 구리와 알루미늄이 도전되어 마찬가지로 바이패스경로를 이루고, 배터리셀(100)은 건너뛰어 절연되는 것이다.
According to such a configuration, when the
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 고전압배터리에 따르면, 비정상적 셀의 부피팽창을 통한 압력 변화로 인해, 특정 압력 이상에서의 물리적인 단락을 꾀함으로써, 외부 전류를 차단하고 회로를 바이패스 함으로써 셀 레벨 안전성 및 팩 전압 안전성을 확보한다.According to the high-voltage battery of the vehicle constructed as described above, due to the pressure change due to the volume expansion of the abnormal cells, a physical short-circuit at a certain pressure or higher is made, Ensure safety and pack voltage safety.
기존 파우치 전지를 적용한 기술에서는 과충전 방지를 위하여 모듈 또는 패키지 단위에서의 안전 기구에 국한된 반면, 본 발명은 셀 레벨 안전성을 확보할 수 있는 단전지 내 안전기구이며, 비정상적인 셀의 반응을 단전지 단위에서 중단시킬 수 있다.The present invention relates to a safety device in a single cell capable of ensuring cell level safety, and it is an object of the present invention to provide a safety device in a single cell, Can be stopped.
파우치 단전지 내부의 젤리롤과 리드탭 사이의 여유 공간을 활용하여 과충전 안전기구를 추가함으로써 모듈 또는 팩 패키지에 상관없이 셀 레벨 안전성을 확보 적용 가능하다.By adding the overcharge safety mechanism by utilizing the free space between the jelly roll and the lead tab inside the pouch single cell, cell level safety can be applied regardless of the module or pack package.
파우치 셀의 관통에 의한 비정상적 내부 단락 문제를 기능성 안전판에 의한 금속판 내의 내부 단락으로 우회시킴으로써 전극 물질의 발화를 억제하여 셀 레벨 안전성을 확보한다.The problem of abnormal internal short circuit due to penetration of the pouch cell is bypassed by an internal short circuit in the metal plate by the functional safety plate, thereby suppressing the ignition of the electrode material and securing the cell level safety.
기존 파우치 전지의 물리적 강성을 향상시켜 셀 조립성 및 내구성을 향상한다.The physical stiffness of the existing pouch battery is improved to improve cell assemblability and durability.
셀 내부 반응에 의한 온도 상승 시 금속판에 의한 방열 특성이 우수하다.
The heat dissipation property by the metal plate is excellent when the temperature rises due to the reaction inside the cell.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100 : 배터리셀 200 : 양극전극탭
300 : 하우징 400 : 파우치
500 : 음극전극탭 100: battery cell 200: positive electrode tab
300: housing 400: pouch
500: cathode electrode tab
Claims (12)
제1파트에서 연장되며 하부파우치에 고정된 제1파트연장부;
제2파트에서 연장되며 제1파트연장부와 접촉되고 상단이 상부파우치에 고정된 제2파트연장부;
음극전극탭으로부터 연장되며 제2파트연장부의 상방에 이격된 음극연장부; 및
제2파트연장부와 음극연장부의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션;을 포함하는 차량의 고전압배터리.A positive electrode tab divided into a first part on the battery cell side and a second part on the terminal side;
A first part extension extending from the first part and fixed to the lower pouch;
A second part extension extending from the second part and contacting the first part extension and having an upper end fixed to the upper pouch;
A cathode extension extending from the cathode electrode tab and spaced above the second part extension; And
And a cushion interposed between the second part extension part and the cathode extension part and having a predetermined pressure formed therein.
상부파우치와 하부파우치가 이루는 사이는 진공인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method according to claim 1,
And a vacuum between the upper pouch and the lower pouch is vacuum.
배터리셀의 스웰링시 상부파우치와 하부파우치 사이 공간이 팽창되며 제2파트연장부가 쿠션을 압축시키며 제1파트연장부와는 떨어지고 음극연장부와 접촉되는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method according to claim 1,
Wherein a space between the upper pouch and the lower pouch is expanded upon swelling of the battery cell and the second part extension compresses the cushion and falls away from the first part extension and contacts the cathode extension.
제1파트연장부, 제2파트연장부, 쿠션, 음극연장부를 외부에서 감싸는 하우징;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method according to claim 1,
Further comprising: a housing that surrounds the first part extension part, the second part extension part, the cushion, and the cathode extension part from the outside.
제1파트연장부와 제2파트연장부는 하우징 하부에 안착되고 음극연장부는 하우징 상부에 안착되며 제2파트연장부와 음극연장부 사이에 쿠션이 개재된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 4,
Wherein the first part extension part and the second part extension part are seated in the lower part of the housing, the cathode extension part is seated on the upper part of the housing, and the cushion is interposed between the second part extension part and the cathode extension part.
제2파트연장부의 중앙부가 상방으로 돌출되어 하우징 상부의 중앙부와 고정되고, 하우징 상부의 중앙부는 절개된 상태로 상부파우치에 고정된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 5,
Wherein a central portion of the second part extended portion is fixed to a central portion of an upper portion of the housing by projecting upward and a central portion of an upper portion of the housing is fixed to the upper pouch in an incised state.
음극연장부와 쿠션은 제2파트연장부의 돌출된 중앙부를 기준으로 좌우 분할된 형상인 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 6,
Wherein the cathode extension portion and the cushion are formed in a right-and-left divided shape with respect to a protruded central portion of the second part extension portion.
음극연장부는 배터리셀을 덮는 패널형상이며 일단이 음극전극탭에 연결되고 타단이 제2파트연장부의 상방에 이격된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method according to claim 1,
Wherein the cathode extension is in the form of a panel covering the battery cell, one end being connected to the cathode electrode tab and the other end being spaced above the second part extension.
일단이 양극전극탭에 연결되고 음극연장부와 면접촉되는 패널형상의 양극연장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 8,
Further comprising a panel-shaped positive electrode extension portion, one end of which is connected to the positive electrode tab and is in surface contact with the negative electrode extension portion.
음극연장부 또는 양극연장부는 알루미늄재질로 형성되고, 상호 접촉되는 면이 아노다이징 처리된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 9,
Wherein the cathode extensions or the anode extensions are made of an aluminum material and the mutually contacting surfaces are anodized.
음극연장부는 구리재질이고, 양극연장부는 알루미늄재질이며, 양극연장부의 음극연장부와 접촉되는 면은 아노다이징 처리된 것을 특징으로 하는 차량의 고전압배터리.The method of claim 9,
Wherein the anode extension portion is made of a copper material, the anode extension portion is made of an aluminum material, and the surface contacting the cathode extension portion of the anode extension portion is anodized.
제1파트에서 연장되며 하부파우치에 고정된 제1파트연장부;
제2파트에서 연장되며 제1파트연장부와 접촉되고 상단이 상부파우치에 고정된 제2파트연장부;
양극전극탭으로부터 연장되며 제2파트연장부의 상방에 이격된 양극연장부; 및
제2파트연장부와 양극연장부의 사이에 개재되며 내부에 일정압력이 형성된 쿠션;을 포함하는 차량의 고전압배터리.A negative electrode tab divided into a first part on the battery cell side and a second part on the terminal side;
A first part extension extending from the first part and fixed to the lower pouch;
A second part extension extending from the second part and contacting the first part extension and having an upper end fixed to the upper pouch;
An anode extension extending from the anode electrode tab and spaced above the second part extension; And
And a cushion interposed between the second part extension part and the anode extension part and having a predetermined pressure formed therein.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20130159574A KR101500233B1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | High voltage battery for vehicle |
US14/322,480 US9825278B2 (en) | 2013-12-19 | 2014-07-02 | High voltage battery for vehicles |
CN201410353640.0A CN104733768B (en) | 2013-12-19 | 2014-07-23 | Vehicle high-tension battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20130159574A KR101500233B1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | High voltage battery for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101500233B1 true KR101500233B1 (en) | 2015-03-09 |
Family
ID=53026775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20130159574A KR101500233B1 (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | High voltage battery for vehicle |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9825278B2 (en) |
KR (1) | KR101500233B1 (en) |
CN (1) | CN104733768B (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107431149B (en) * | 2015-04-22 | 2020-09-04 | 株式会社Lg化学 | Secondary battery with improved safety |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090067580A (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode tab for secondary battery and secondary battery using the same |
KR20110048470A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary Battery and Battery Pack Using the Same |
JP2013041851A (en) * | 2006-03-13 | 2013-02-28 | Nec Corp | Film-packaged electric device |
KR20130090951A (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-16 | 주식회사 엘지화학 | Method for battery cell of novel structure |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20010458A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-09-06 | Nuvera Fuel Cells Europ Srl | SHORT CIRCUITATION METHOD OF A FAULTY ELEMENTARY ELECTROCHEMISTRY CELL OF A FILTER-PRESS STRUCTURE |
KR100874402B1 (en) | 2002-09-02 | 2008-12-16 | (주)비피에스 | Lithium Secondary Battery Using Pressure Switch |
KR100560158B1 (en) * | 2003-09-29 | 2006-03-16 | 주식회사 코캄 | Lithium secondary battery with high safety and manufacturing method thereof |
KR100601549B1 (en) | 2004-06-28 | 2006-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Pouch type lithium secondary battery |
WO2007029941A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-15 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery employing safety device |
US8993138B2 (en) | 2008-10-02 | 2015-03-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
KR101264534B1 (en) | 2011-07-12 | 2013-05-14 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | Rechargeable battery having fuse unit |
KR101292618B1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-08-02 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Secondary battery |
US8758931B2 (en) | 2011-12-02 | 2014-06-24 | Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. | Electrochemical cell package |
-
2013
- 2013-12-19 KR KR20130159574A patent/KR101500233B1/en active IP Right Grant
-
2014
- 2014-07-02 US US14/322,480 patent/US9825278B2/en active Active
- 2014-07-23 CN CN201410353640.0A patent/CN104733768B/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013041851A (en) * | 2006-03-13 | 2013-02-28 | Nec Corp | Film-packaged electric device |
KR20090067580A (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Electrode tab for secondary battery and secondary battery using the same |
KR20110048470A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary Battery and Battery Pack Using the Same |
KR20130090951A (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-16 | 주식회사 엘지화학 | Method for battery cell of novel structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9825278B2 (en) | 2017-11-21 |
CN104733768B (en) | 2018-11-27 |
US20150180014A1 (en) | 2015-06-25 |
CN104733768A (en) | 2015-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5575761B2 (en) | Medium or large battery pack with improved safety | |
US9768473B2 (en) | Battery pack of improved safety | |
US9455436B2 (en) | Battery pack of improved safety | |
KR102272264B1 (en) | Battery module having short connecting part | |
KR101182284B1 (en) | Rechargeable battery | |
KR101093691B1 (en) | Rechargeable battery | |
US8658296B2 (en) | Rechargeable battery | |
KR102253021B1 (en) | Rechargeable battery having fuse and battery module | |
EP2595214B1 (en) | Rechargeable battery | |
EP2793295A2 (en) | Rechargeable battery | |
US10381605B2 (en) | Battery pouch, battery cell and method of making a pouch or battery cell | |
JP6574471B2 (en) | Secondary battery | |
KR101744090B1 (en) | Rechargeable battery having short member | |
EP2924763A1 (en) | Secondary battery | |
KR20110034489A (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
KR20160111614A (en) | A Battery Cell having Venting Part at The Sealing Part | |
KR20140065956A (en) | Rechargeable battery | |
US9698407B2 (en) | Rechargeable battery | |
KR101500233B1 (en) | High voltage battery for vehicle | |
KR20140107084A (en) | Rechargeable battery | |
JP2013178919A (en) | Battery device | |
US20130209845A1 (en) | Electrochemical cell having at least one pressure relief means | |
KR20150136223A (en) | Rechargeable battery | |
KR20170096743A (en) | Battery Cell Having Sealing Protrusion Between Electrode Terminals | |
KR102308168B1 (en) | Battery module, battery pack including the same, and vehicle including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180227 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190227 Year of fee payment: 5 |